一種有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)產(chǎn)品氣的除塵系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)產(chǎn)品氣的除塵系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]芳烴是一種重要的有機(jī)化工基礎(chǔ)原料，其中苯、甲苯和二甲苯(包括鄰二甲苯、間二甲苯和對(duì)二甲苯)的用途十分廣泛，其終端產(chǎn)品的應(yīng)用包括合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、涂料、染料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，對(duì)芳烴的需求也日益增長，目前我國每年消費(fèi)量超過2000萬噸，有一半需從國外進(jìn)口。
[0003]苯、甲苯和二甲苯主要來源于石油化工工業(yè)，國內(nèi)石油化工路線生產(chǎn)芳烴約占芳烴生產(chǎn)總量85%以上，生產(chǎn)技術(shù)主要包括:石腦油催化重整、乙烯裂解石腦油加氫抽提和低碳烴類芳構(gòu)化等，其中石腦油催化重整芳烴產(chǎn)量約占石油化工路線芳烴產(chǎn)量80 %，乙烯裂解石腦油加氫抽提芳烴產(chǎn)量約占16%。隨著石油資源的日益枯竭，原油價(jià)格居高不下，給石油化工路線制取芳烴帶來了較大的成本壓力。我國的能源現(xiàn)狀是多煤少油缺氣，20世紀(jì)90年代以來伴隨經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長，我國對(duì)外石油依賴度不斷增加，1993年至1996年，我國對(duì)外石油依賴度基本在10 %以內(nèi)，到2000年首次超過30 %，2007年達(dá)到50.5 %，2013年達(dá)到57.39%，遠(yuǎn)超過國際上公認(rèn)的30%警戒線。另一方面，我國煤炭資源豐富，近年來在國家政策支持下，煤制甲醇、二甲醚和乙二醇行業(yè)迅速發(fā)展，據(jù)統(tǒng)計(jì)2013年我國甲醇產(chǎn)量近2900萬噸。因此，發(fā)展有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴技術(shù)以替代傳統(tǒng)的石油化工路線，可以降低芳烴對(duì)石油原料的依賴度，對(duì)我國能源安全和芳烴生產(chǎn)行業(yè)有著重要的作用。
[0004]利用有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴的技術(shù)，早期由美國美孚石油公司提出，其1979年申請(qǐng)的專利US4156698A公開了利用含有分子篩的復(fù)合催化劑將C1-Cjf類或醚類化合物轉(zhuǎn)化為低碳烯烴和芳烴的方法；1985年申請(qǐng)的專利US4590321A中提出了利用ZSM-5或ZSM-1l等分子篩催化劑將C2-C12燒烴、C 2_C12烯烴、C「C5醇類和C 2_C12醚類等非芳化合物轉(zhuǎn)化為芳烴的工藝；美國專利 US4686312A、US4724270A、US4822939A、US4822939A、US4049573A等也公開了在不同催化劑作用下甲醇或二甲醚制芳烴的方法。但這些美國專利的重點(diǎn)主要在于研宄催化劑組成以及反應(yīng)操作條件對(duì)芳烴轉(zhuǎn)化率和選擇性的影響，個(gè)別專利提出甲醇或二甲醚制芳烴的反應(yīng)流程，但均沒有明確提出有機(jī)氧化物制芳烴技術(shù)的反應(yīng)再生系統(tǒng)、反應(yīng)再生方法以及反應(yīng)器和再生器型式。
[0005]目前，國內(nèi)也有多家研宄院所甲對(duì)有機(jī)氧化物制芳烴技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，主要包括清華大學(xué)、中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研宄所、中國石化上海石油化工研宄院、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研宄所等。中國專利CN 1880288A公開了以甲醇為原料在改性ZSM-5分子篩催化劑作用下制芳烴的工藝，該專利將一段反應(yīng)器甲醇芳構(gòu)化氣相產(chǎn)物冷卻后分離出低碳烴類和液相產(chǎn)物，液相產(chǎn)物經(jīng)萃取分離得到芳烴和非芳烴，低碳烴類進(jìn)入二段反應(yīng)器進(jìn)一步芳構(gòu)化，從而提高芳烴的總選擇性。中國專利CN 101823929B提出了一種甲醇或二甲醚制取芳烴的系統(tǒng)和工藝，甲醇或二甲醚先在芳構(gòu)化反應(yīng)器反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物中氫氣、甲烷、混合C8芳烴和部分C9+烴類作為產(chǎn)品，C 2+非芳烴和除混合C 8芳烴及部分C 9+烴類之外的芳烴則循環(huán)會(huì)另一個(gè)反應(yīng)器進(jìn)一步芳構(gòu)化，提高芳烴的收率和選擇性。中國專利CN 101607858BXN102190546B、CN 102371176B、CN 102371177B等也分別公開了有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴工藝、有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴催化劑及制備方法。上述專利同樣著重于考察不同催化劑組成以及稀有金屬、稀土金屬改性對(duì)芳構(gòu)化過程的影響，CN 1880288A和CN 101823929B主要提出反應(yīng)產(chǎn)物循環(huán)芳構(gòu)化對(duì)芳烴收率的影響。
[0006]中國專利CN 101823929A公開了一種甲醇或二甲醚轉(zhuǎn)化制取芳烴的系統(tǒng)與工藝，原料甲醇或二甲醚首先在芳構(gòu)化反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)后的產(chǎn)物經(jīng)分離后，H2、甲烷、混合C8芳烴和部分C 9+烴類作為產(chǎn)品輸出系統(tǒng)，而C 2+非芳烴和除混合C 8芳烴及部分C 9+徑類之外的芳烴則作為循環(huán)物流返回相應(yīng)反應(yīng)器進(jìn)行進(jìn)一步芳構(gòu)化反應(yīng)；該專利并未提出回收芳構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)物中催化劑的方法和設(shè)備。中國專利CN 101244969A公開了一種連續(xù)芳構(gòu)化與催化劑再生的裝置及其方法，該裝置包括一個(gè)芳構(gòu)化流化床與一個(gè)催化劑連續(xù)再生的流化床、及設(shè)置在兩個(gè)流化床之間的用于催化劑輸送的管道和固體輸送裝置，該專利僅在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置了一級(jí)氣固分離系統(tǒng)，會(huì)造成昂貴的芳構(gòu)化催化劑跑損，增加操作成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型的目的是提供一種有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)產(chǎn)品氣的除塵系統(tǒng)，可以將有機(jī)氧化物芳構(gòu)化反應(yīng)產(chǎn)品氣中夾帶的催化劑回收回來，減少催化劑細(xì)粉的跑損，降低有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴裝置的運(yùn)行成本；同時(shí)，可以減少產(chǎn)品氣后續(xù)冷卻分離系統(tǒng)設(shè)備和管線的磨損，延長裝置運(yùn)行周期。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)產(chǎn)品氣的除塵系統(tǒng)，該除塵系統(tǒng)包括設(shè)置在反應(yīng)器I腔體內(nèi)的上部且相互串連的至少一組一級(jí)旋風(fēng)分離器2和二級(jí)旋風(fēng)分離器3 ;其特征在于，所述除塵系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述反應(yīng)器I外部且與所述二級(jí)旋風(fēng)分離器3連通的第三級(jí)除塵器4，所述第三級(jí)除塵器4的中部為直筒段，除塵內(nèi)構(gòu)件7位于該直筒段與所述第三級(jí)除塵器4頂部封頭所形成的空間內(nèi)。
[0009]優(yōu)選地，其特征在于，所述除塵內(nèi)構(gòu)件7包括至少一個(gè)三級(jí)旋風(fēng)分離器31。
[0010]優(yōu)選地，其特征在于，所述三級(jí)旋風(fēng)分離器31的三旋入口 36設(shè)置在所述直筒段的中上部，并且所述三旋入口 36的中心距所述直筒段頂部的距離占所述直筒段高度的
10-50%。
[0011]優(yōu)選地，其特征在于，所述除塵內(nèi)構(gòu)件7包括至少一根濾芯40。
[0012]優(yōu)選地，其特征在于，所述濾芯40為選自金屬粉末燒結(jié)濾芯、金屬粉末燒結(jié)復(fù)合濾芯、金屬絲纏繞濾芯和金屬纖維燒結(jié)氈濾芯中的至少一種。
[0013]優(yōu)選地，其特征在于，所述第三級(jí)除塵器4設(shè)置有自動(dòng)反吹系統(tǒng)，用于分區(qū)域自動(dòng)反吹所述濾芯40。
[0014]優(yōu)選地，其特征在于，所述濾芯40為多個(gè)；所述自動(dòng)反吹系統(tǒng)設(shè)置有反吹氣總管41，所述反吹氣總管與多個(gè)反吹氣支管42連通，每個(gè)所述反吹氣支管42上設(shè)有一個(gè)反吹控制閥43并對(duì)應(yīng)一個(gè)反吹區(qū)域內(nèi)的濾芯。
[0015]優(yōu)選地，其特征在于，所述第三級(jí)除塵器4的反應(yīng)產(chǎn)品氣入口 44設(shè)置在所述直筒段的下部，并且所述反應(yīng)產(chǎn)品氣入口 44的中心距所述直筒段底部的距離占所述直筒段高度的1-20% ο
[0016]優(yōu)選地，其特征在于，所述直筒段的底部與一錐斗一體相連；所述錐斗內(nèi)設(shè)置有提供松動(dòng)氣體的裝置，用以維持錐斗內(nèi)催化劑的流化狀態(tài)。
[0017]優(yōu)選地，其特征在于，所述除塵系統(tǒng)還包括用于收納分離出的催化劑細(xì)粉的細(xì)粉儲(chǔ)罐5，所述細(xì)粉儲(chǔ)罐5通過催化劑細(xì)粉線23與所述第三級(jí)除塵器4連通；所述細(xì)粉儲(chǔ)罐5的底部設(shè)置有提供流化氣體的裝置，用以維持細(xì)粉儲(chǔ)罐5內(nèi)催化劑的流化狀態(tài)。
[0018]優(yōu)選地，其特征在于，所述催化劑細(xì)粉線23上設(shè)置有用于控制催化劑細(xì)粉流量的單動(dòng)滑閥6。
[0019]本實(shí)用新型提供的有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)產(chǎn)品氣的除塵系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、產(chǎn)品氣經(jīng)過三級(jí)除塵后，可以回收絕大部分夾帶的催化劑細(xì)粉，減少催化劑跑損，降低有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴裝置的運(yùn)行成本；
[0021]2、產(chǎn)品氣除塵后，可以減少后續(xù)冷卻分離系統(tǒng)設(shè)備和管線的磨損，有利于有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴裝置的安全平穩(wěn)運(yùn)行。
[0022]本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0023]附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中:
[0024]圖1為本實(shí)用新型提供的有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)產(chǎn)品氣除塵系統(tǒng)的示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型一種【具體實(shí)施方式】所提供的包括三級(jí)旋風(fēng)分離器的第三級(jí)除塵器的主視圖(為清楚表示，只顯示出一個(gè)三級(jí)旋風(fēng)分離器，其余隱去)和俯視圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型另一種【具體實(shí)施方式】所提供的包括自動(dòng)反吹濾芯的第三級(jí)除塵器的主視圖和俯視圖。
[0027]附圖標(biāo)記說明
[0028]I反應(yīng)器2 —級(jí)旋風(fēng)分離器3 二級(jí)旋風(fēng)分離器4第三級(jí)除塵器
[0029]5細(xì)粉儲(chǔ)罐 6單動(dòng)滑閥7除塵內(nèi)構(gòu)件 8反應(yīng)器集氣室
[0030]9 一級(jí)升氣管 10 —級(jí)料腿 11 一級(jí)翼閥12 二級(jí)升氣管
[0031]13 二級(jí)料腿 14 二級(jí)翼閥 21反應(yīng)器出口管線 22除塵器出口管線
[0032]23催化劑細(xì)粉24細(xì)粉儲(chǔ)罐出口管線31三級(jí)旋風(fēng)分離器
[0033]32三級(jí)升氣管33三級(jí)料腿 34三級(jí)翼閥35三旋集氣室
[0034]36三旋入口 37三旋出口 40濾芯41反吹氣總管
[0035]42反吹氣支管43反吹控制閥44反應(yīng)產(chǎn)品氣入口 45反應(yīng)產(chǎn)品氣出口
【具體實(shí)施方式】
[0036]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0037]本實(shí)用新型提供一種有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴反應(yīng)產(chǎn)品氣的除塵系統(tǒng)，該除塵系統(tǒng)包括設(shè)置在反應(yīng)器I腔體內(nèi)的上部且相互串連的至少一組一級(jí)旋風(fēng)分離器2和二級(jí)旋風(fēng)分離器3 ;其特征在于，所述除塵系統(tǒng)還包括設(shè)置在所述反應(yīng)器I外部且與所述二級(jí)旋風(fēng)分離器3連通的第三級(jí)除塵器4，所述第三級(jí)除塵器4的中部為直筒段，除塵內(nèi)構(gòu)件7位于該直筒段與所述第三級(jí)除塵器4頂部封頭所形成的空間內(nèi)。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型，所述有機(jī)氧化物和用于有機(jī)氧化物催化轉(zhuǎn)化制芳烴的催化劑均為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，例如，所述有機(jī)氧化物可以為選自C1-Cltl醇類、C2-C12醚類和C3-C12酮類中的至少一種；所述催化劑可以為含有分子篩和載體的微球催化劑，所述分子篩優(yōu)選為ZSM-5分子篩。
[0039]根據(jù)本實(shí)用新型，所述旋風(fēng)分離器是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，本實(shí)用新型不再贅述。所述相互串連的一級(jí)旋風(fēng)分離器2和二級(jí)旋風(fēng)分離器3可以為一組或多組。當(dāng)設(shè)置多組兩級(jí)旋風(fēng)分離器時(shí)，一級(jí)旋風(fēng)分離器2和